KR101054718B1 - 부벽과 긴장재를 이용한 라멘구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

종래 라멘구조물을 종방향으로 장경간으로 시공함에 따라 발생하는 휨 모멘트를 효율적으로 재분배시키면서 양 벽체부를 구조적으로 유연한 거동구조로 작용하도록 유도하고, 상부슬래브(바닥슬래브)에 도입되는 프리스트레스의 효율성을 높여 보다 경제적으로 시공할 수 있으면서도 유지관리에 유리한 라멘구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로써, 상기 라멘구조물은 양 벽체부의 상단부 사이에 일체화되며, 양 단부는 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장되도록 하여 접속슬래브로의 기능을 함께 가지도록 형성된 상부슬래브; 상기 상부슬래브의 단부에서 정착되어 상부슬래브에 종방향으로 프리스트레스를 도입시키는 종방향 긴장재; 및 상부슬래브와 양 벽체부를 구속하도록 양 벽체부 배면으로부터 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장된 상부슬래브의 단부 저면으로 연장된 패널형태의 부재로서 양 벽체부 상단 배면에 횡방향으로 다수가 이격되어 형성된 부벽을 포함한다.

Description

부벽과 긴장재를 이용한 라멘구조물 및 그 시공방법{RAHMEN BRIDGE USING BUTRESS AND ENLARGED TENDON AND RAHMEN BRIDGE CONSTRUCTION METHOD THTEREFOR}

본 발명은 부벽과 긴장재를 이용한 라멘구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 종래 라멘구조물을 종방향으로 장경간으로 시공함에 따라 발생하는 휨 모멘트를 효율적으로 분배시키면서 양 벽체부를 구조적으로 유연한 거동구조로 작용하도록 유도하고, 상부슬래브(바닥슬래브)에 도입되는 프리스트레스의 효율성을 높여 보다 경제적으로 시공할 수 있으면서도 유지관리에 유리한 부벽과 긴장재를 이용한 라멘구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 라멘교와 이와 연결되는 접속도로의 시공단면도이다.

상기 라면교(50)는 통상 상부슬래브(51), 양 벽체부(52) 및 수평기초부(53)로 구성되며,

상기 양 벽체부(52)와 상부슬래브(51)가 강결체로 연결된 단일재료인 철근 콘크리트로 연결된 구조로 이루어지게 된다.

이러한 라멘교는 그 구조가 간단하여 시공이 비교적 간편하여 경제적으로 교량을 시공할 수 있기 때문에 나름 장점이 있기는 하지만,

교량 자체에 작용하는 하중에 저항하기 위하여 상기 상부슬래브 등의 구성부재 단면을 증가시킬 수밖에 없기 때문에 고정하중(사하중)의 증가와 교량의 형하공간이 축소되는 등의 문제점이 있어 일반적으로 경간이 짧은 교량(개략적으로 경간 20M 이내)에만 사용되고 있고, 장경간을 요하는 장소에는 일반적으로 적용하는 거더 등을 사용하는 일반적인 교량을 사용할 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

이에 라멘교는 그 장점을 살리되 장경간의 라멘교로 시공하고자 하는 것이 그 기술개발의 목표가 될 수밖에 없음을 알 수 있다.

따라서, 도 1b와 같이 장경간의 라멘교로 시공하는 방법으로써 상부슬래브(51)의 종방향 길이를 연장시키되 내부에 긴장재(54)를 설치하여 프리스트레스를 상부슬래브(51)에 도입시키는 방법이 소개되어 있다.

이에 상부슬래브(51)의 종방향 길이를 연장시키는 수단으로서 장점은 인정될 수 있지만 이러한 장경간화에 따른 상부슬래브(51)에 있어 양 벽체부(52) 및 수평기초부(53)의 단면크기가 상대적으로 커질 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.

이에 양 벽체부(52)의 상하 높이를 더 크게 형성시켜 작용하중에 효과적으로 저항할 시킬 필요가 있는데 이러한 양 벽체부(52)의 상하 높이를 증가시키는 방법을 사용할 경우 그 주변 지반의 터파기를 더 확장시켜야 하므로 현실적으로 불가능한 경우가 많고,

이에 양 벽체부(52)의 상하 높이는 그대로 유지하고 수평기초부(53)의 크기를 증가시키는 방법이 있으나 이러한 방법은 양 벽체부의 제한된 높이를 유지할 수는 있으나 실제 수평기초부(53)의 크기가 커질 경우 터파기 공간이 커지도 함게 커져야 하고 이로 인한 시공성 저하 및 질 수 밖에 없어 매우 비효율적이고 비경제적인 시공방법이 될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

무엇보다도 이러한 수평기초부(53)를 크게 형성시키고 싶어도 현장여건에 의하여 작업공간을 확보할 수 없고 설사 확보할 수 있다 하더라도 터파기 등에 의한 토공량이 너무 많아져 경제성이 크게 떨어질 수밖에 없었다.

나아가, 상기 긴장재(54)를 상부슬래브(51)의 양 단부에서 긴장후 정착시키다 보면, 시간이 경과함에 따라 도입된 프리스트레스의 손실이 발생하게 되는데 이러한 손실발생부위가 라멘교에 있어 가장 휨 모멘트가 크게 발생하는 우각부에 형성되기 때문에 실제 도입되는 프리스트레스는 매우 커질 수밖에 없고 손실이 예상보다 커지게 되면 이로 인한 우각부에 시공 하자가 발생하는 경우가 많다는 문제점이 있었다.

또한 종래 라멘교는 접속슬래브(55)를 별도로 시공해야 하는데 이는 접속도로(57)와 라멘교의 상부슬래브(51)를 서로 연속시키기 위하여 터파기된 공간에 접속도로 연결되는 중간 매개물이 필요하기 때문이다.

따라서 상기 접속슬래브(55)를 상부슬래브(51)의 양 측단부에 브라켓부(58)를 이용하여 시공하게 되는데, 이러한 접속슬래브(55)는 양측 도로와 하단 지지부(56, 지중에 매립)를 이용하여 서로 지지되도록 하는 상태에서 신축이음장치(미도시)로 연결부위를 마감시켜야 했다.

결국 종래 라멘교는 항상 접속슬래브(57) 시공이 항상 수반되기 때문에 접속슬래브(55) 시공에 있어 그 하부 지반의 침하 문제가 발생할 경우 하자의 문제가 항상 대두될 수밖에 없었다.

이에 이러한 문제점을 일부 해결할 수 있는 이러한 방법이 다수 소개되어 있는데, 그 중 하나가 도 1c에 소개된 합성 라멘교이다.

즉 이러한 합성 라멘교는 라멘식교량의 장경간화를 위하여 종래 라멘교량의 슬래브(바닥판)가

교대 상면 사이에 배치되도록 교축방향으로 연장되어 교축직각방향으로 파형절곡부가 다수 형성된 하부절곡판(13)에 콘크리트가 타설되어 합성된 바닥슬래브(10)와 상기 바닥슬래브와 일체로 타설된 콘크리트에 의하여 교축방향으로 연장된 접속슬래브(20); 및 상기 바닥판슬래브의 하부절곡판을 직접 지지하면서 연속슬래브와 연결되어 지반에 설치된 교대(30);를 포함되도록 하는 라멘교로 구성되도록 함을 알 수 있다.

즉, 장경간화에 필요한 단면강성을 증가시키기 위하여 특히 바닥슬래브(10)를 교대(30) 상면 사이에 배치되도록 교축방향(종방향)으로 연장되어 파형절곡부가 다수 형성된 하부절곡판(13)에 콘크리트가 타설되어 합성되도록 제작하였다.

또한 상기 교대(30)는 양 벽체부(32)와 하부 지반에 설치된 말뚝(33)에 의하여 지지되도록 함을 알 수 있다. 즉, 교대(30) 자체의 크기를 줄일 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.

하지만, 이러한 라멘교는 바닥슬래브(10)와 접속슬래브(20)를 일체로 하여 교대(30)를 기준으로 종방향으로 확장시켜 교대와 상기 슬래드들(10,20)에 발생하는 휨 모멘트(-M2)를 감소시킬 수 있다는 장점이 있기는 하지만, 상기 일체화된 바닥슬래브(10)와 접속슬래브(20)는 교대(30)에 앵커바(31)에 의하여 서로 힌지연결시키고 있음을 알 수 있다.

말하자면 슬래브들(10,20)과 교대(30)는 서로 일체화되어 강결되지 않기 때문에 라멘교라기 보다는 일반적인 거더교로 보아야 하므로 라멘교로 보기는 어렵고,

바닥슬래브(10)를 종방향으로 확장시켜 교대(30)와 바닥슬래브(10)의 연결부위에 있어 발생하는 휨 모멘트(-M2)를 감소시키는 효과를 가질 뿐이라 할 수 있다.

이에 상기 다웰바(331)에 하자가 발생하면 교량 전체를 보수해야 한다는 문제점이 있으며, 이러한 라멘교 시공방식은 종래 거더교와 대비하여 큰 구조적 차이를 확보할 수 없다는 한계가 있었다.

이에 본 발명은 라멘교를 포함하는 라멘구조물의 기본적인 장점을 가지도록 하면서, 상부슬래브(바닥슬래브)에 작용하는 휨 모멘트를 감소시킬 수 있도록 하고, 상기 상부슬래브에 작용하는 휨 모멘트를 양 벽체부에 효율적으로 전달시킬 수 있도록 하여 구조적 효과의 증진을 꾀하고,

상부슬래브의 종방향 확장에 의하여 양 벽체부를 보다 유연한 구조로 제작하여 보다 구조적으로 효과적이면서도 경제적이며 장경간화 시공이 가능한 부벽과 긴장재를 이용한 라멘교 및 그 시공방법 제공을 그 해결하고자 하는 과제로 한다.

이에 본 발명은

바람직하게는

상부슬래브 및 상기 상부슬래브 양 단부로부터 하부로 연장되어 지반에 설치되는 양 벽체부를 포함하는 라멘교에 있어서, 상기 라멘교는

양 벽체부의 상단부 사이에 일체화되며, 양 단부는 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장되도록 하여 접속슬래브로의 기능을 함께 가지도록 형성된 상부슬래브;

상기 상부슬래브의 단부에서 정착되어 상부슬래브에 종방향으로 프리스트레스를 도입시키는 종방향 긴장재;

상부슬래브와 양 벽체부를 구속하도록 양 벽체부 배면으로부터 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장된 상부슬래브의 단부 저면으로 연장된 패널형태의 부재로서 양 벽체부 상단 배면에 횡방향으로 다수가 이격되어 형성된 부벽;을 포함하는 부벽과 긴장재를 이용한 라멘교를 제공하게 된다.

즉, 부벽을 통해 연장된 상부슬래브의 단부와 양 벽체부를 구속시켜 차량이 상부슬래브를 통과할 때, 상기 연장된 상부슬래브의 단부의 상향변위를 제어할 수 있도록 한 것이다.

또한, 종방향 긴장재에 의한 프리스트레스에 의하여 상기 상부슬래브에 발생되는 상향변위를 제어할 수 있도록 함으로서 효과적인 상부슬래브 연장 시공이 가능하게 된다.

나아가 상기 상부슬래브는 라멘교에 설치되는 접속슬래브로 이용하여 접속슬래브가 형성되지 않은 라멘교로 시공될 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 상부슬래브는 종전의 라멘교에 있어서 접속슬래브의 역할을 할 수 있고 상기 상부슬래브는 양 벽체부와 일체화되도록 하였기 때문에 그 하부의 되메움에 의한 지지효과를 가지지 않아도 되므로 달리 지중에 매립되는 하단지지부를 별도 형성시키지 않아도 된다.

또한 바람직하게는

지반을 터파기 하고,

상기 터파기된 지반에, 양 벽체부 배면 상단으로부터 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장되도록 설치되는 상부슬래브의 단부 저면으로 연장 형성되는 패널형태의 부재인 부벽을 횡방향으로 다수 이격되도록 설치하고,

상기 양 벽체부 배면측의 터파기된 공간을 되메움하고,

상기 양 벽체부 상단 사이에 동바리 및 상부슬래브용 거푸집을 설치하되 상기 상부슬래브용 거푸집이 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 연장되도록 설치하고,

상기 거푸집 내부에 상부슬래브용 철근 및 긴장재를 배치하고,

상기 상부슬래브용 거푸집 내부에 콘크리트를 타설 및 양생하여 완성된 상부슬래브가 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장되도록 형성시키고,

상기 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 연장된 상부슬래브의 단부에서 종방향 긴장재를 긴장 및 정착하여 프리스트레스를 도입하는 단계를 포함하는 부벽과 긴장재를 이용한 라멘교 시공방법을 제공한다.

이때, 상부슬래브를 종방향(교축방향) 확장시키게 되는데 이러한 확장의 이유는

먼저, 상부슬래브에 프리스트레스를 도입시킬 때 그 긴장 및 정착부위를 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 이동시켜 배치되도록 함으로써 실제 프리스트레스 손실이 양 벽체부 내측 상부슬래브에 발생되지 않도록 한 것이다.

종전에는 단순히 상부슬래브에 프리스트레스를 도입하다 보니 프리스트레스 손실 뿐만 아니라, 이러한 프리스트레스 도입에 의하여 양 벽체부에 전달되는 휨 모멘트를 제어하는 효과를 기대할 수 없었으나, 본 발명은 확장연장 된 상부슬래브에 프리스트레스를 도입시켜 확장된 상부슬래브에 작용하는 휨 모멘트를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 양 벽체부에 전달되는 휨 모멘트를 감소시킬 수 있어 양 벽체부 단면을 효율적으로 설계할 수 있도록 한 것이다.

또한 바람직하게는

상기 양 벽체부는 직육면체 형태로 형성시키고, 저면에는 하방의 지반에 연장되어 양 벽체부와 일체화되는 파일이 다수 설치된 부벽과 긴장재를 이용한 라멘교 및 시공방법을 제공한다.

즉, 본 발명의 양 벽체부는 상부슬래브로부터 전달되는 휨 모멘트가 감소되어 특히 수평기초부에 의한 하중 저항구조를 형성시키지 않아도 되므로 라멘구조물 시공에 있어 매우 유리한 시공조건이 될 수 있다.

또한 바람직하게는

상기 양 벽체부는 직육면체 형태로 형성시키고, 저면에는 수평기초부가 형성되도록 하는 부벽과 긴장재를 이용한 라멘교 및 시공방법을 제공한다.

이는 터파기 공간을 충분히 확보할 수 있고, 파일을 설치하기 어려운 경우에 수평기초부를 양 벽체부 하단에 형성시키는 방식이라 할 수 있다.

본 발명에 의한 부벽은 접속 슬래브 역할을 할 수 있도록 종방향으로 연장된 상부슬래브와 양 벽체부를 서로 일체화시켜 차량 통과 시 발생하는 상부슬래브의 상향 변위(솟음)를 구속시킬 수 있으므로 효과적으로 장경간의 라멘교 시공이 가능하게 된다.

또한 라멘교 시공에 있어 접속슬래브를 시공하지 않아되 되고, 이러한 접속슬래브와 주변 도로와의 연결을 위한 신축이음장치를 설치하지 않기 때문에 차량의 승차감을 방해하지 않아 사용성 및 시공성이 매우 증진되게 된다.

또한, 본 발명은 상부슬래브에 프리스트레스 도입으로 기본적인 라멘교의 장경간화가 가능하게 되는데 이러한 장경간화에 따라 양 벽체부와 수평 기초부의 단면을 크게 형성시켜야 하는 부담을 해결할 수 있도록 하였기 때문에 보다 생력화된 라멘구조물 시공이 가능하게 된다.

또한 본 발명은 프리스트레스 도입의 정착부위를 상부슬래브의 양 단부에 형성되도록 하여 프리스트레스 손실에 의한 상부슬래브의 휨 모멘트 저항효과 감소로 인한 라멘교 유지보수의 어려움을 겪지 않도록 하였으며, 상기 정착부위는 라멘구조물로부터 종방향으로 이격된 부위이므로 추후 재긴장 등의 작업에 매우 유리하게 된다.

또한 본 발명에 의한 라멘구조물은 부벽을 통해 상부슬래브의 하중 또는 종방향 긴장재에 의한 상향 솟음을 제어할 수 있으므로 양 벽체부 및 상부슬래브를 보다 효율적으로 단면 설계할 수 있게 된다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1a 및 도 1b는 종래 라멘교의 사시도 및 프리스트레스가 도입된 라멘교의 시공단면도,
도 1c는 종래 합성 라멘교의 시공단면도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 라멘구조물의 시공사시도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 의한 라멘구조물 시공방법을 순서대로 도시한 시공순서도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 라멘구조물 작용상태도,
도 5는 라멘구조물에 있어 프리스트레스 손실 개념도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[ 부벽과 긴장재를 이용한 라멘교 ]

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 라멘교를 도시한 것이다.

먼저, 도 2a에 의한 본 발명의 라멘구조물(100) 즉 라멘교는 양 벽체부(110). 상부슬래브(120), 종방향 긴장재(130) 및 부벽(140)으로 크게 구성된다.

상기 양 벽체부(110)는 지반을 터파기 한 후에 직육벽체 형태의 콘크리트 구조물로 시공하게 된다.

이에 상기 양 벽체부(110)는 현장에서 시공하게 되는데 현장 타설콘크리트로 시공하는 경우에는 미도시된 거푸집을 이용하여 먼저 벽체부의 형태에 따른 콘크리트 타설로 시공할 수 있을 것이다. 하지만 양 벽체부(110)를 프리캐스트로 제작 및 시공하여도 상관은 없다.

이때 도 2a와 같이, 양 벽체부(110)는 수평기초부(111)를 지반에 설치한 후에 상기 수평기초부(111) 상면에 일체화되도록 설치할 수 있을 것이다.

나아가 상기 양 벽체부(110)는 동일한 하중 저항성능을 가진다면 그 단면을 보다 슬림하게 형성시킬 필요가 있으므로 도 2b와 같이 양 벽체부(110)의 저면 지반(G)에 먼저 PHC 말뚝과 같은 파일(150)을 먼저 시공한 후 이러한 PHC 말뚝과 같은 파일(150)과 양 벽체부(110)를 서로 일체화시켜 시공할 수 있다.

다음으로 상기 상부슬래브(120)는 양 벽체부 상면 사이에 설치되는 판형 구조물로서 경간에 따른 종방향 길이광 차선에 따른 횡방향 폭을 가지게 되는데, 이는 현장 타설콘크리트 방식으로 시공하게 된다.

이때, 상기 상부슬래브(120)는 양 벽체부의 상단부 사이에 일체화되며, 양 단부는 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장되도록 하여 접속슬래브로의 기능을 함께 가지도록 형성시키게 된다.

이러한 상부슬래브(120)에는 장경간화를 위하여 내부에 종방향 긴장재(130)가 미리 배치되도록 하게 되며, 중요한 점은 이러한 종방향 긴장재(130)의 정착부위(A)라 할 수 있으며 이에 대하여는 후술한다.

이에 상기 본 발명의 상부슬래브(120)에 종방향 긴장재(130)에 의하여 종방향 프리스트레스를 도입하여 상부슬래브의 연장길이를 슬림화할 수 있도록 한 것이다.

이때 중요한 점은 상부슬래브(120)와 양 벽체부 상단(B)이 일체로 형성되는 우각부(B)를 서로 일체화시켜 강결되도록 한다는 점이다.

즉, 확장 상부슬래브(120)와 양 벽체부 상단이 서로 일체화되어 강결되지 않으면 확장 상부슬래브(120)에 작용하는 하중이 양 벽체부로 분산되는 전달효과가 발생하지 않기 때문에 확장 상부슬래브의 단면을 슬림화하는 데 한계가 있을 수 밖에 없기 때문이다.

또한 상부슬래브의 경간을 증가시키기 위하여 상부슬래브를 종방향으로 확장시키게 되는데 이는 양 벽체부(110)를 기준으로 양 측방으로 종방향 연장되도록 하게 된다.

연장되는 길이는 제한적이지 않지만 후술되는 부벽(140)을 설치할 수 있을 정도로 연장시키면 된다.

이와 같이 상부슬래브를 종방향으로 확장시키게 되면 상부슬래브(120)에 작용하는 휨 모멘트는 상부슬래브에 분산되면서 결국 강결된 양 벽체부(110)로 전달된다.

나아가 이러한 전달하중을 보다 효율적으로 감소시킬 수 있다면 양 벽체부(110)의 단면도 역시 감소시킬 수 있게 된다.

이에 본 발명은 이러한 하중전달의 효율적인 감소를 위하여 앞서 살펴본 종방향 긴장재(130)를 설치하여 상부슬래브에 도입되는 종방향 프리스트레스를 도입시키게 된다.

이러한 종방향 긴장재(130)는 우각부(B)의 상부슬래브(120)와 양 벽체부(110) 상단의 연결부위)에 가장 크게 발생하는 휨 모멘트를 감소시키기 위하여 우각부에서는 상부슬래브의 상단에 배치되도록 하게 되고, 양 단부는 확장된 상부슬래브 양 단부의 하단에 배치되도록 하고, 양 벽체부 사이의 경간부에는 포물선 형태로 하방으로 처지도록 배치시키게 된다.

또한, 상기 종방향 긴장재(130)의 양 단부는 긴장 후 상부슬래브(120)의 양 단부(A)에서 긴장 후 정착되는데 이러한 배치형태에 의하여 추후 도입되는 프리스트레스가 시간이 경과함에 따라 손실이 발생하더라도

라멘구조물의 중앙 경간부에 위치한 상부슬래브 중앙부위까지 손실이 발생하지 않도록 하여 장경간화를 위하여 종방향 긴장재를 설치함에 따른 프리스트레스 손실문제이 해결될 수 있도록 하게 된다.

이는 상기 프리스트레스 손실이 정착부위에 가장 크게 발생된다는 사실에 기초한 것이라 할 수 있다.

구체적으로 살펴보면 도 5와 같이, 먼저 양 벽체부(110) 측방으로 연장된 종방향 구간에서는 프리스트레스 손실에 있어 상부슬래브(120)의 중앙부위에서는 장기적인 프리스트레스 손실(장기 손실)이 발생하게 된다.

이에 본 발명과 같이 종방향 긴장재를 종방향으로 연장된 슬래브 단부(A)에서 긴장 정착시키는 경우 즉시손실 부위는 슬래브의 중앙부위에 영향을 미치지 않게 됨을 알 수 있어 프리스트레스의 도입 부위를 변경하는 것이 슬래브에 도입되는 프리스트레스 도입에 매우 큰 영향을 끼치게 됨을 알 수 있다.

이로서 상기 종방향 긴장재(130)에 의한 상부슬래브(120)에는 작용하중에 의한 휨 모멘트를 상쇄시키는 반력 형태의 휨 모멘트가 도입되므로 상기 우각부(B)에 발생하는 휨 모멘트를 감소시켜 이로 인하여 양 벽체부(110)에 전달되는 휨 모멘트를 감소시킬 수 있게 됨에 따라 양 벽체부에 전달되는 휨 모멘트의 제어에 따른 효율적인 벽체부 설계가 가능하게 됨을 알 수 있다.

이에 본 발명은 양 벽체부(110)를 상부슬래브(120)와 강결시키는 연결구조, 상기 확장 상부슬래브 전체 종방향으로 배치되는 종방향 긴장재(130)의 배치구조에 의하여 장경간화에 따른 영향을 최소화하는 라멘구조물을 시공할 수 있음을 알 수 있다.

이러한 상부슬래브(120)는 다양한 단면 형태로 형성시킬 수 있는데 예컨대 통상적인 사각판재 형태의 판형구조무을 형성시킬 수도 있고, 다양한 변단면 형태로 형성시킬 수 있음을 알 수 있어 확장 상부슬래브의 단면의 효율적인 설계가 가능하다.

또한 양 벽체부(110)의 상단에 상부슬래브(120)를 시공하게 되면 확장된 상부슬래브 부위는 종래 접속슬래브의 역할을 할 수 있게 되므로 본 발명에 의한 라멘교는 굳이 추가로 접속슬래브를 시공할 필요도 없고, 접속도로와의 연결을 위한 구조물을 시공할 필요도 없게 됨을 알 수 있으며, 상기 접속슬래브 시공에 따른 그 하부의 되메움도 미리 시공할 수 있게 됨을 알 수 있어 시공성 및 공기 단축이 가능하게 됨을 알 수 있다.

다음으로 부벽(140)을 살펴보면, 상기 부벽(140)은 상부슬래브와 양 벽체부를 구속하도록 양 벽체부 배면으로부터 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장된 상부슬래브의 단부 저면으로 연장된 패널형태의 부재로서 양 벽체부 상단 배면에 횡방향으로 다수가 이격되도록 형성시키게 된다.

도 4a 및 도 4b는 상기 부벽의 기능을 설명하기 위한 것인데,

먼저, 도 4a를 기준으로 살펴보면,

만약 부벽(140)이 형성되지 않은 상태에서 차량이 상부슬래브를 통과하게 되면, 종방향으로 연장된 상부슬래브 부위(121)는 상향으로 솟음이 발생하게 되고, 양 벽체부 사이의 상부슬래브 부위(122)는 하향으로 처지게 됨을 알 수 있다.

이에 반하여 본 발명의 부벽(140)이 형성된 경우에는 종방향으로 연장된 상부슬래브 부위(121)는 양 벽체부(110)와 일체화되어 구속됨으로서 상기 상향으로 솟음이 발생하는 현상을 방지할 수 있게 되며, 이에 따라 양 벽체부 사이의 상부슬래브 부위(122)의 하향으로 처지는 현상도 방지할 수 있게 됨을 알 수 있다.

다음으로 도 4b를 기준으로 살펴보면,

상부슬래브(120)에 종방향 긴장재(130)가 배치되어 종방향 프리스트레스가 도입되도록 할 경우 만약 부벽(140)이 형성되지 않은 상태에서는 종방향으로 연장된 상부슬래브 부위(121)에 역시 상향으로 솟음이 발생하게 되고, 양 벽체부 사이의 상부슬래브 부위(122)도 역시 상향으로 솟음이 발생하게 됨을 알 수 있다.

이에 반하여 본 발명의 부벽(140)이 형성된 경우에는 종방향으로 연장된 상부슬래브 부위(121)는 양 벽체부(110)와 일체화되어 상기 상향으로 솟음이 발생하는 현상을 방지할 수 있게 되며, 이에 따라 양 벽체부 사이의 상부슬래브 부위(122)의 경우 상향으로 솟음이 더 발생할 수 있도록 하여 종방향 긴장재의 효율성도 높일 수 있게 됨을 알 수 있다.

< 부벽과 긴장재를 이용한 라멘구조물 시공방법>

이때 상기 라멘구조물의 양 벽체부는 파일을 이용하지 않고 수평기초부(111)를 설치하는 경우를 기준으로 살펴보도록

먼저, 도 3a와 같이 지반(G)을 터파기 하여 라멘구조물(100)을 시공하기 위한 작업공간을 확보하게 된다.

이러한 작업공간은 후술되는 양 벽체부(110)와 상부슬래브(120)를 시공하기 위한 공간을 확보할 수 있도록 그 크기가 정해져야 하는데, 이러한 라멘구조물(100)은 추후 터파기된 작업공간을 되메움함으로써 지중에 매립되는 방법(라멘식 박스구조물)으로 시공할 수도 있고, 외부에 노출되는 방법(라멘교)으로도 시공할 수 있을 것이다.

다음으로는 상기 터파기된 공간에 본 발명의 양 벽체부(110)를 시공하게 되는데 이러한 양 벽체부(110)는 기본적으로 철근콘크리트 구조물로 시공하게 된다.

이에 상기 양 벽체부(110)는 현장에서 시공하게 되는데 시공순서상 후술되는 상부슬래브(120)와는 구분하여 시공하되 현장 타설콘크리트로 시공하는 경우에는 미도시된 거푸집을 이용하여 먼저 벽체부의 형태에 따른 콘크리트 타설로 시공할 수 있을 것이다. 하지만 양 벽체부(110)를 프리캐스트로 제작 및 시공하여도 상관은 없다.

이러한 양 벽체부(110)는 터파기된 공간에 수평기초부(111)를 현장타설콘크리트에 의하여 먼저 형성시켜 놓은 상태에서, 상기 수평기초부(111) 상면에 수직 상방으로 연장되는 철근콘크리트 구조물로 시공하게 된다.

또한 앞서 살펴본 부벽(140)이 상기 양 벽체부(110)의 배면에 상방으로 연장되도록 형성시키게 되며, 상기 부벽은 양 벽체부(110) 시공 이후에 별도로 미도시된 거푸집을 이용하여 시공하면 된다.

이러한 부벽은 양 벽체부 배면에 횡방향으로 다수가 이격되도록 시공하게 됨을 알 수 있으며, 양 벽체부와 부벽 상면으로부터는 내부철근이 연장하여 돌출되도록 함으로서 상부슬래브(120)와의 일체성을 확보할 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 부벽(140)이 형성된 양 벽체부(110)의 배면에 복토(되메움,C)함으로서 상부슬래브 시공 시 작용하는 하중에 대한 지지토 역할을 할 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 도 3b와 같이 상부슬래브(120)를 시공하게 된다.

이때 양 벽체부(110)의 종방향 이격거리(d1)는 결국 본 발명에 의한 라멘교의 경간을 결정하게 되는데, 이러한 경간을 장경간화 하기 위해서는 종래 상부슬래브가 부담하는 하중을 양 벽체부(110)를 통해 지반으로 효과적으로 분산되도록 하고, 슬림화된 단면으로 제작된 상부슬래브 시공에 의하여 역시 양 벽체부에 전달되는 하중을 감소시킬 수 있어 라멘구조물을 장경간화시킴에 따른 여러 경제적 효과를 가져야 실질적인 장경간화의 의미가 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기 시공된 양 벽체부(110) 상면에 상부슬래브를 시공하되 상기 상부슬래브는 양 벽체부(110)를 기준으로 상단에 양 측 종방향으로 길이가 확장된 상부슬래브(120)로 형성시키게 된다.

이에 상부슬래브(120)와 양 벽체부 상단이 일체로 형성되는 우각부(B)를 서로 일체화시켜 강결되도록 하게 됨을 알 수 있다.

이로서 상부슬래브(120)와 양 벽체부 상단이 서로 일체화되어 강결되어 상부슬래브(120)에 작용하는 하중이 양 벽체부로 분산되는 전달효과가 발생하게 됨을 알 수 있다.

이를 위해 상부슬래브(120)는 양 벽체부 상단에 현장타설 콘크리트에 의한 시공으로 진행하는 것이 바람직하며 이를 위해 동바리와 거푸집(미도시)을 이용하여 상부슬래브(120)를 시공하게 됨을 알 수 있으며, 양 벽체부와 부벽 상면에는 내부철근이 돌출되어 있으므로 이러한 내부철근이 매립되면서 일체성을 충분히 확보할 수 있게 된다.

이러한 상부슬래브(120)에는 장경간화를 위하여 내부에 종방향 긴장재(130)가 미리 배치되도록 하게 되며 이는 거푸집 내부에 상부슬래브용 철근과 함께 설치하게 된다.

이러한 거푸집 내부에 콘크리트를 타설 및 양생됨으로서 상부슬래브가 완성되면, 상부슬래브(120)에 종방향 긴장재(130)에 의하여 종방향 프리스트레스를 도입시키게 된다.

다음으로 도 3c와 같이 최종 상부슬래브(120)의 주변을 마무리하여 최종 본 발명에 의한 라멘구조물(100) 시공이 완성될 수 있도록 하게 된다.

예컨대 상부슬래브 상면에 포장층을 형성시켜 주변 도로와 상부슬래브를 연결시켜 라멘교 등으로 이용이 가능하게 됨을 알 수 있다.

100: 본 발명의 라멘구조물
110: 양 벽체부
120: 상부슬래브
130: 종방향 긴장재
140: 부벽

Claims (5)

1. 상부슬래브 및 상기 상부슬래브 양 단부로부터 하부로 연장되어 지반에 설치되는 양 벽체부를 포함하는 라멘구조물에 있어서, 상기 라멘구조물은
   양 벽체부(110)의 상단부 사이에 일체화되며, 양 단부는 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장되도록 하여 접속슬래브로의 기능을 함께 가지도록 형성된 상부슬래브(120);
   상기 상부슬래브의 단부에서 정착되어 상부슬래브에 종방향으로 프리스트레스를 도입시키는 종방향 긴장재(130); 및
   상부슬래브와 양 벽체부를 구속하도록 양 벽체부 배면으로부터 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장된 상부슬래브의 단부 저면으로 연장된 패널형태의 부재로서 양 벽체부 상단 배면에 횡방향으로 다수가 이격되어 형성된 부벽(140);을 포함하는 것을 특징으로 하는 부벽과 긴장재를 이용한 라멘구조물.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 양 벽체부(110)는 직육면체 형태로 형성시키고, 저면에는 하방의 지반에 연장되어 양 벽체부와 일체화되는 파일(150)이 다수 설치되는 것을 특징으로 하는 부벽과 긴장재를 이용한 라멘구조물.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 양 벽체부(110)는 직육면체 형태로 형성시키고, 저면에는 수평기초부(111)가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 부벽과 긴장재를 이용한 라멘구조물.
4. 지반을 터파기 하고,
   상기 터파기된 지반에, 양 벽체부 배면 상단으로부터 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장되도록 설치되는 상부슬래브의 단부 저면으로 연장 형성되는 패널형태의 부재인 부벽을 횡방향으로 다수 이격되도록 설치하고,
   상기 양 벽체부 배면측의 터파기된 공간을 되메움하고,
   상기 양 벽체부 상단 사이에 동바리 및 상부슬래브용 거푸집을 설치하되 상기 상부슬래브용 거푸집이 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 연장되도록 설치하고,
   상기 거푸집 내부에 상부슬래브용 철근 및 긴장재를 배치하고,
   상기 상부슬래브용 거푸집 내부에 콘크리트를 타설 및 양생하여 완성된 상부슬래브가 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 더 연장되도록 형성시키고,
   상기 양 벽체부를 기준으로 종방향으로 연장된 상부슬래브의 단부에서 종방향 긴장재를 긴장 및 정착하여 프리스트레스를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부벽과 긴장재를 이용한 라멘교 시공방법.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 양 벽체부(110)는 직육면체 형태로 형성시키고, 저면에는 하방의 지반에 연장되어 양 벽체부와 일체화되는 파일(150)이 다수 설치되도록 하거나,
   상기 양 벽체부(110)는 직육면체 형태로 형성시키고, 저면에는 수평기초부(111)가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 부벽과 긴장재를 이용한 라멘교 시공방법.

Images